Dissertation / PhD Thesis/Book

PreJuSER-9169

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Silicium Nanodrähte für die extrazelluläre Ableitung elektrischer Aktivität

Eschermann, J. F. (Corresponding author)FZJ*

2010
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich
ISBN: 978-3-89336-639-2

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/3785

Abstract: Nanodrähte aus Silicium werden in der jüngsten Zeit als Biosensoren für die Detektion von Molekülen wie DNA oder Proteinen, sowie Antigenen und Viren erforscht. Sie weisen hier eine erhöhte Empfindlichkeit, d.h. niedrigere Nachweisgrenzen auf. In ersten Publikationen wurde gezeigt, dass auch die extrazelluläre Ableitung von elektrischer Aktivität möglich ist. Allerdings lassen diese Veröffentlichungen einige Fragen offen. Beispielsweise sind die Form der Signale und der Kopplungsmechanismus noch ungeklärt. Um diese Punkte vertieft zu untersuchen, wurden in dieser Arbeit Nanodrähte hergestellt und grundlegend charakterisiert. Die Strukturierung der Nanodrähte erfolgte mit Nanoimprintlithografie und dem anisotropen nasschemischen Ätzen von Silicon-on-Insulator Substraten mit Tetramethylammoniumhydroxid. Durch die Kombination dieser Verfahren konnten eine gute Reproduzierbarkeit, glatte Oberflächen sowie eine hohe Integrationsdichte erreicht werden. Die elektrischen Charakteristika der Bauelemente ähneln grundsätzlich denen von klassischen Transistoren mit großer Kanallänge. Trotzdem können einige Besonderheiten festgestellt werden: Die Transferkennlinie weist im Unterschwellbereich einen steileren Anstieg auf als bei planaren Transistoren. Das bedeutet, dass die Sensoren auf kleinere Spannungsänderungen an ihrer Oberfläche ansprechen. Gleichzeitig zeigen sie ein geringeres Rauschen. Neben der Drift kann das 1/f- Rauschen als dominierender Anteil ausgemacht werden. Durch die Wahl eines geeigneten Modells werden generelle Empfehlungen für den Entwurf solcher Bauelemente abgeleitet, und die Qualität des Gate-Dielektrikums evaluiert. Bei der Ableitung elektrischer Zellaktivität wird ein besseres Verständnis der Signalform angestrebt. In den bisherigen Veröffentlichungen wurde häufig die Lock-In Technik zur Auslese eingesetzt. Allerdings beinhaltet sie eine Filterung der Signale, so dass es zu Verzerrungen kommt. Eine direkte Abtastung der Signale ermöglichte hingegen eine schlüssige Erklärung anhand der physiologischen Prozesse. Dies [...]

Note: Record converted from VDB: 12.11.2012
Note: RWTH Aachen, Diss., 2010

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Contributing Institute(s):

1. Bioelektronik (IBN-2)
2. Jülich-Aachen Research Alliance - Fundamentals of Future Information Technology (JARA-FIT)

Research Program(s):

1. Grundlagen für zukünftige Informationstechnologien (P42)

Appears in the scientific report 2010

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Database coverage:

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